中短波HgCdTe金属接触的退火研究

为制备良好的碲镉汞金属接触,研究了热退火处理对中短波Hg空位掺杂碲镉汞金属接触的影响。对中短波HgCdTe-Sn/Au接触及中波HgCdTe-Cr/Au接触经不同条件退火后的接触进行了测量。对于短波碲镉汞,p型HgCdTe-Sn/Au接触经95℃,30 min退火可降低比接触电阻2个量级,而经125℃,30 min退火可降低3个量级;离子注入的n型HgCdTe-Sn/Au接触则容易形成欧姆接触。对于中波碲镉汞,退火前p型HgCdTe-Sn/Au接触平均比接触电阻为10-1Ωcm2量级,经适当条件退火可以降低3个量级;此外,Sn/Au比Cr/Au更适合作为中波HgCdTe的接触金属。因而HgCdTe金属接触可通过一定退火处理得到改善。     

长波光伏碲镉汞材料上的欧姆接触

碲镉汞器件性能与材料及诸多工艺因素相关,而材料与电极间的接触性能是必须要解决的基础问题之一。利用金属In/Au在光伏长波碲镉汞材料上做了接触性能研究,通过实验获得了较理想的欧姆接触,测试后计算出In与n型和p型HgCdTe材料间的接触电阻率分别为3.25×10-4?·cm2、8.95×10-4?·cm2。     

Au/n-InP接触的热反应特性

研究了离子束溅射制备的Au /n-InP欧姆接触在退火前后的界面特性.400 ℃ 10 min退火后,比接触电阻比退火前降低了约两个数量级.利用俄歇电子能谱(AES)和X射线光电子能谱(XPS)研究了接触的表面和界面的冶金性质.实验结果表明在室温下InP中的In就可以扩散到接触的表面,退火后Au的价态升高,AuxIny合金中In的含量增加.退火后,在接触与n-InP的界面产生一个P聚集区,同时Au与InP反应生成Au2P3,金属-InP界面Au2P3的生成是比接触电阻降低的原因.     

液相外延碲镉汞中砷离子注入与激活表征研究

As在HgCdTe材料中具有较小的扩散系数,可以形成较为稳定的结构,广泛应用于HgCdTe的p型掺杂。在p-on-n型碲镉汞红外探测器的制备中As掺杂是重要的制备方法。针对在制备过程中存在无法精确测量As激活率的问题,提出采用低温弱p型退火辅助差分霍尔测试的方法,获得了载流子浓度分布,从而通过与SIMS测试结果对比得到长、中波液相外延HgCdTe样品中As的激活率,并分析了退火等工艺对As掺杂后激活率的影响。     

金属/碲镉汞接触研究的发展

介绍了金属/碲镉汞(Hg_1-xCd_xTe,MCT)接触研究的发展状况,包括基本概念、生长结构、化学活性以及电学性能。金属/MCT接触有两类:一类是电子（欧姆）接触,另一类是整流（Shottky）接触。欧姆接触是MCT红外探测器的一个重要组成部分,它决定了器件的性能和可靠性。欧姆接触的电阻小,与MCT黏附性好,并且在热循环条件下可保持性能稳定。由于需要具有较大功函数的接触金属,p型MCT很难实现,而n型MCT则可以用很多金属实现。     

退火参数对p型GaAs欧姆接触性能的影响

采用磁控溅射的方法在p型GaAs衬底上沉积了Ti/Pt/Au金属薄膜,研究了退火工艺参数(温度和时间)对p-GaAs/Ti/Pt/Au欧姆接触性能的影响。结果表明:p-GaAs上制作的Ti/Pt/Au金属系统能在很短的退火时间(60 s)内形成很好的欧姆接触。过分延长退火时间,并不能改善系统的欧姆接触性能。退火温度在400~450℃时均可得到较好的欧姆接触。当退火温度为420℃,退火时间为120 s时,比接触电阻率达到最低,为1.41×10–6.cm2。     

退火参数对p型GaAs欧姆接触性能的影响

采用磁控溅射的方法在p型GaAs衬底上沉积了Ti/Pt/Au金属薄膜,研究了退火工艺参数(温度和时间)对p-GaAs/Ti/Pt/Au欧姆接触性能的影响。结果表明:p-GaAs上制作的Ti/Pt/Au金属系统能在很短的退火时间(60 s)内形成很好的欧姆接触。过分延长退火时间,并不能改善系统的欧姆接触性能。退火温度在400~450℃时均可得到较好的欧姆接触。当退火温度为420℃,退火时间为120 s时,比接触电阻率达到最低,为1.41×10–6.cm2。     

碲镉汞光伏器件的电极界面参数

利用热场发射理论和数值计算方法 ,分析了碲镉汞光伏器件的电流 -电压特性 ,提取了金属 -半导体 (MS)界面参数 ,并对这些参数进行了讨论 .结果表明 ,Sn/Au金属膜 -碲镉汞薄膜 PN器件的电极界面的势垒高度锁定在“Bardeen”限 ,界面密度比介质膜 -碲镉汞的大一个量级     

碲镉汞光伏器件的电极界面参数

利用热场发射理论和数值计算方法,分析了碲镉汞光伏器件的电流-电压特性,提取了金属-半导体(MS)界面参数,并对这些参数进行了讨论.结果表明,Sn/Au金属膜-碲镉汞薄膜PN器件的电极界面的势垒高度镇定在"Bardeen"限,界面密度比介质膜-碲镉汞的大一个量级.     

Ti/Al/Ti/Au与AlGaN欧姆接触特性

研究了溅射Ti/Al/Ti/Au四层复合金属与AlGaN/GaN的欧姆接触特性,并就环境温度对欧姆接触特性的影响进行了分析研究.试验证实:溅射的Ti/Al/Ti/Au与载流子浓度为2.24×1018cm-3的AlGaN之间在室温下无需退火即可形成欧姆接触.随快速退火温度的升高接触电阻降低.快速退火时间30s已可实现该温度下最佳欧姆接触.当工作温度不高于300℃时接触电阻几乎不受温度的影响.     

积分法求解长周期光纤光栅透射谱研究

基于光纤光栅的模式耦合理论,用德拜势能法对纤芯、包层内的电磁场进行矢量分析,得到纤芯及各包层中的各矢量场分量的表达式,求解出纤芯和包层模的耦合常数和有效折射率后,利用数值积分的方法通过求解耦合模方程得到光纤光栅的透射率。积分法是一种较为精确的求解透射谱方法,为长周期光纤光栅的优化设计和其在光纤通信、光纤传感领域的高精度测量提供理论依据。     

积分法求解长周期光纤光栅透射谱研究

基于光纤光栅的模式耦合理论,用德拜势能法对纤芯、包层内的电磁场进行矢量分析,得到纤芯及各包层中的各矢量场分量的表达式,求解出纤芯和包层模的耦合常数和有效折射率后,利用数值积分的方法通过求解耦合模方程得到光纤光栅的透射率。积分法是一种较为精确的求解透射谱方法,为长周期光纤光栅的优化设计和其在光纤通信、光纤传感领域的高精度测量提供理论依据。     

传输矩阵法求解长短周期级联光纤光栅传输谱

基于光纤光栅的模式耦合理论,用传输矩阵法对长短周期级联光纤光栅的传输谱特性进行分析。先由耦合模方程分别得到长周期光纤光栅(LPFG)、连接光纤段和短周期光纤光栅(FBG)的传输矩阵,然后将它们相乘得到总的传输矩阵,最后再结合边界条件求得长短周期级联光纤光栅(CLBG)的传输谱。进一步对CLBG的传输谱进行了数值模拟,并通过实验进行了验证。实验结果表明,CLBG的传输谱中出现了由纤芯模和包层模耦合形成的两个谐振峰,与模拟计算的结果一致,证明了传输矩阵法求解CLBG传输谱的可行性,为CLBG在多参量传感和测量领域的广泛应用提供了理论支持。     

长周期光纤光栅谐振波长及耦合系数的研究

运用Matlab7.0软件进行建模,研究发现,当光栅周期确定后,波长改变时高次包层模与导模耦合的谐振波长处于长波长处,而低次包层模式与导模耦合的谐振波长处于短波长处;光纤参数的变化对耦合系数的影响程度不同,耦合系数对纤芯半径的变化更敏感,特别是纤芯半径变小时,奇次耦合系数的最大值所对应的模式次数向相反方向漂移.由此可见,光纤参数的变化对谐振波长和耦合系数会产生一定的影响,而这些影响会进一步引起透射谱损耗峰的漂移和分裂.     

表面膜层参数对长周期光纤光栅特性的影响

采用严格的耦合模理论建立了表面涂覆弱吸收薄膜长周期光纤光栅（LPFG）的理论模型，用微扰法对复数超越特征方程进行了求解。研究发现，对应某一膜厚，存在一折射率范围，有效折射率的变化和谐振波长偏移特别明显；但消光系数对有效折射率和谐振波长的影响则很小。从功率密度分布曲线可看出低阶奇次包层模式与纤芯模式的耦合要强于低阶偶次包层模式与纤芯模式的耦合，消光系数引起的功率损耗较小。薄膜折射率对透射谱的变化（幅度和谐振峰偏移）影响很大；消光系数对谐振峰偏移影响很小，对谐振峰幅度的影响与具体的薄膜折射率有关。结果表明，敏感薄膜折射率和消光系数与传感器的灵敏度高低有直接关系，传感器的结构优化非常必要。     

包层腐蚀机械写制长周期光纤光栅的耦合特性研究

利用周期为600μm的刻槽板,采用单面受压的方式包层对经过HF溶液腐蚀后的单模光纤施加压力,形成机械写制长周期光纤光栅(LPFG).通过测最具有不同包层直径的机械写制LPFG在各种压力下的透射光谱,研究包层直径对纤芯基模与包层模LP12、LP13间耦合特性的影响.实验结果表明,随着包层直径的减小,谐振波长发生红移,耦合...     

Characteristics of cladding index modulated fiber gratings for ambient refractive index sensing

Characteristics of cladding index modulated fiber gratings for ambient refractive index sensing is studied in this paper. The modes propagation properties and coupling properties in cladding index modulated FBG are studied based on the classical coupling mode theory while considering interactions among multiple modes and developed on a three-layer step-index fiber geometry. Evolution of cladding mode resonance spectra of cladding index modulated FBG with the decreasing of fiber diameter is simulated and compared with the core grating. Sensing characteristics of cladding modes resonance of cladding index modulated FBG to the variation of ambient refractive index is detailed and emphasized for cladding modes resonances has a much narrower bandwidth. Results show that cladding index modulated fiber grating has better spectrum for ambient refractive index sensing applications under the same sensitivity with core index modulated fiber grating and may be applied to many field including biochemical sensing and environmental monitoring.     

环境折射率对长周期光纤光栅谐振波长的影响

长周期光纤光栅是近几年出现的新型光纤器件,表现为前向传播的纤芯导模与同向传播的各阶次包层模在特定波长时的模式耦合,因此它在温度、应变、折射率传感方面比普通的光纤光栅有更大的优越性.运用耦合模理论,首先讨论了长周期光纤光栅的谐振波长,并模拟了其透射谱.其次在理论上详细分析了长周期光纤光栅对环境折射率的敏感特性,讨论了环境折射率敏感度因子与包层模次数的关系,并比较了不同环境折射率下的灵敏度.最后模拟了在环境折射率小于光栅包层折射率的情况下,谐振波长随环境折射率变化的规律.     

基于侧面抛磨锗芯光纤的折射率传感器

通过抛磨单模-多模-单模(Single mode-Multimode-Single mode,SMS)光纤结构,设计制作一种光纤折射率传感器。多模光纤选用的是纤芯直径为16μm的锗芯光纤,纤芯直径较小,使制作的传感器尺寸较小,从而在传感应用中具有较高的样品利用率。单模光纤纤芯直径为8.4μm,可确保抛磨至多模光纤纤芯附近时单模光纤的纤芯不被破坏。SMS被AB胶固定在玻璃槽内,使得侧面抛磨光纤具有很好的鲁棒性,可重复使用性。制备并侧面抛磨了锗芯光纤长度分别为0μm、23μm、70μm、690μm、2 mm的SMS光纤结构。对产生的传输光谱进行测量,发现前4个样品随着周围环境折射率的增加,谐振波长向长波长处偏移;而前3个样品的折射率测量灵敏度随着锗芯光纤长度的增加而提高。当锗芯光纤长度为70μm时,在1.333~1.367折射率区间内,灵敏度可以达到623.5 nm/RIU。然而,过长的锗芯光纤导致折射率测量灵敏度降低。当锗芯光纤长度为2 mm时,抛磨过程中激发产生了包层模,导致传输光谱复杂、不稳定,而且长波处产生了较大的插入损耗。     

The Relations Between Scalar Modes in a Lenslike Medium and Vector Modes in a Self-Focusing Optical Fiber (Short Papers)

The relations are established between the scalar modes in an infinite lenslike medium and the vector modes in a self-focusing optical fiber with a finite homogeneous cladding. It is shown that both the transverse fields and the longitudinal fields of the vector modes can be expressed in terms of the scalar modes, provided the fiber is operated in the core mode region. Otherwise, significant discrepancies could arise. The scalar modes, however, cannot describe the cladding modes which are caused by the index discontintuity at the outer surface of the cladding.